Сейчас для очистки воды используют различные углеродные материалы с гидрофобной поверхностью и высокой адсорбционной способностью. Они удачно подходят для удаления из растворов ионов тяжелых металлов, вирусов, бактерий, фторид-ионов и других загрязнителей. Но смесь этих углеродных материалов с водой еще нужно отделить от очищенной воды. Доступные методы – это отстаивание и фильтрация, но они требуют много времени (от нескольких часов до нескольких суток) и протекают недостаточно эффективно.
Ученые из РХТУ им. Д.И. Менделеева испытали новый способ очистки воды, отличающийся высокой скоростью и эффективностью. Это метод электрофлотации. В нем через раствор проходит электрический ток, вызывающий образование электролитических газов (водорода и кислорода), пузырьки которых захватывают загрязняющие вещества и поднимают их на поверхность. Этот метод эффективный, недорогой и не требует постоянного контроля.
«Мы провели серию экспериментов на модельных растворах, содержащих активный уголь, соль для придания системе электропроводности, а также различные органические и неорганические коагулянты и флокулянты (вещества, способствующие слипанию между собой в объемные нерастворимые хлопья взвешенных в воде углеродных частиц, — утверждает Артем Колесников, доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии РХТУ. — Нам было интересно, как как на эффективность процесса очистки воды влияют те или иные факторы. Например, оказалось, что оптимальный рН системы колеблется в интервале либо от 3 до 4, либо от 7 до 9 и определяется размерами углеродных частиц и пузырьков электролитических газов, а также зарядом поверхности углеродных частиц».
Исследователи показали, что в оптимальных условиях уже после 5 минут обработки растворов электрическим током 90 % углеродных частиц может быть отделено от очищенной воды. Эти данные показывают, что новый метод перспективен для быстрой и качественной очистки как модельных растворов, так и реальных сточных вод.
Статья: A Gaydukova et al., Separation of highly dispersed carbon material of OU-B grade from aqueous solutions using electroflotation technique, Separation and Purification Technology, 2020. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.116861
Пресс-служба РХТУ им. Д.И. Менделеева
